1、交通医学2022年第36卷第6期Med J of Communications,2022,Vol.36,No.6文章编号1006-2440（2022）06-0606-04引文格式江东育，崔跃，吴岳，等.3D 打印技术应用于颈椎 OPLL 前入路术前规划中的临床研究 J.交通医学，2022，36（6）：606-609.颈椎后纵韧带骨化症（ossification of the posterior longitudinal ligament，OPLL）是一种以颈椎后纵韧带自发性骨化为特点的脊髓压迫疾病1，好发于亚洲人群，国人发病率约为 3.08%2。OPLL 原始骨化灶在无外科干预的情况下会逐年增
2、厚，最终压迫脊髓神经，导致患者出现四肢麻木、行走不稳等神经功能障碍3。一旦出现脊髓症状均需外科干预进行减压，手术入路方式有颈椎后入路、颈椎前入路或颈椎前后路联合入路。颈椎后入路手术操作相对简单，但仅能间接减压，长期随访发现患者常出现颈椎后凸畸形，神经减压效果不佳等情况。颈椎前后路联合入路虽能充分扩大椎管容积，但手术创伤更大，存在术后颈椎活动度明显丢失等缺点4-5。相较之下，颈椎前入路可直接解除骨化灶对神经的压迫，效果好、创伤小，常被选为治疗 OPLL 的手术方式5-6。由于骨赘紧贴脊髓前缘，手术存在脑脊液漏、骨赘残留等风险，术中也会有暴露过程损伤椎动脉、减压范围难以确定等问题7-8，因此精确的
3、术前规划是手术成功的关键。目前 3D 打印技术辅助手术在骨科中应用已较为广泛，最常见的是建立骨折模型，为骨折复位提供指导。在颈椎 OPLL 术前规划中，3D 打印技术可将颈椎手术节段按 11 比例打印，医师可在模型上进行手术规划，从而提高手术效率。本研究选取无锡市人民医院 2016 年 6 月2021 年 6 月收治的颈椎OPLL 患者 43 例，探讨 3D 打印技术在颈椎 OPLL 前入路术前规划中的应用价值。1资料与方法1.1一般资料OPLL 患者 43 例，采用随机表法分为对照组 21 例和 3D 打印组 22 例。对照组中男性17 例，女性 4 例，平均年龄 54.106.77 岁，术
4、前颈椎JOA 评分 9.051.91 分，病程 2.160.99 年。3D 打印组中男性 18 例，女性 4 例，平均年龄 54.596.74 岁，术前 JOA 评分 9.271.93 分，病程 2.010.96 年。两组性别、年龄、术前颈椎 JOA 评分、病程等一般资料比较，差异均无统计学意义（P0.05）。纳入标准：（1）根据临床症状、CT 及 MRI 检查确诊为颈椎后纵韧带骨化症；（2）骨化纵向长度 13 个节段；（3）未受机械外力损伤。排除标准：（1）一般情况较差，不能耐受手术者；（2）术后无法完成功能锻炼者。本研究经无3D 打印技术应用于颈椎 OPLL 前入路术前规划中的临床研究*江
5、东育1，2，崔跃1，2，吴岳1，2，郑剑卿1，2，张钦1，丁涛1*（1南京医科大学附属无锡市人民医院骨科，江苏214023；2南京医科大学）摘要目的：探讨 3D 打印技术在颈椎 OPLL 前入路手术术前规划中的应用价值。方法：颈椎前入路手术治疗的 OPLL 患者 43 例，随机分为对照组 21 例和 3D 打印组 22 例。对照组采用常规的术前规划及颈椎前入路手术治疗，3D 打印组采用颈椎 3D 打印模型指导下的术前规划，并在术中根据模型对照进行减压。比较两组患者手术时间、术中出血量、术中透视时间和术后并发症发生率。采用日本骨科协会评估治疗（JOA）分数评估神经症状的改善情况。结果：3D 打印
6、组手术时间 227.825.6 min，术中透视时间 10.22.6 s，术中出血量 171.130.1 mL，术后脑脊液漏发生率 4.55%，分别少于对照组的 252.927.0 min、12.92.8 s、239.033.3 mL 和 28.57%，差异均有统计学意义（P0.05）。两组患者术后 6 个月 JOA 评分均较术前提高，3D 打印组 JOA 评分改善的优良率明显高于对照组，差异具有统计学意义（P0.05）。结论：3D 打印技术辅助 OPLL 颈椎前入路手术术前规划可显著缩短手术时间，减轻手术创伤，减少透视时间，降低脑脊液漏发生率和提高神经功能恢复效果。关键词颈椎 OPLL 前入
7、路手术；3D 打印技术；术前规划中图分类号R681.5文献标志码BDOI10.19767/ki.32-1412.2022.06.016*基金项目 无锡市卫生健康委科研项目（M202122）。*通信作者 丁涛，E-mail：606交通医学2022年第36卷第6期Med J of Communications,2022,Vol.36,No.6锡市人民医院医学伦理委员会审核批准，所有患者签署知情同意书。1.2CT扫描及数据处理3D 打印组：使用德国西门子 SOMATOM SENSATION 16 排螺旋 CT 机，以1 mm 为层厚对患者颈椎 17 扫描获得 180 张图片，以 DICOM 格式保存
8、并导入 Mimics 20.0 软件。设定椎骨灰度值窗为 2261 517 HU，使用编辑功能擦除颅骨、牙齿、甲状软骨等显影骨质，填充各颈椎椎体，标注后纵韧带骨化物，分割出所需骨块，最后利用3D 建模及模型光滑功能得到 C17 椎体模型。对照组：与 3D 打印组相同，完成颈椎 17 螺旋 CT 扫描，层厚 1 mm，以 DICOM 格式保存并导入 Mimics 20.0软件，不进行三维重建，仅得到冠状位、矢状位图像。1.3术前规划与手术操作3D 打印组：在 Mimics20.0 软件中建立颈椎 OPLL 三维模型，将骨块透明化可直接观察骨化灶位置，在椎管内选中骨化灶并高亮标记，根据骨赘位置确定
9、减压手术节段（图 1）。利用软件旋转平移放大功能观察毗邻结构，选择手术入路避开椎动脉，同时尽量减少对气管的推移牵拉。根据骨化灶宽度在椎体上选择合适的截骨角度，测量磨钻深度，模拟钛笼放置位置，使神经得到最大程度的减压。在数字模型上完成手术规划后，使用3D 打印技术按 11 比例打印实体模型（图 2），手术医师根据规划好的入路在 3D 模型上进行模拟手术，使用超刀磨钻进行截骨操作，测量磨钻钻入的角度及深度，确定钛笼的位置大小。常规手术消毒 3D打印模型，术中主刀医师在台上可随时对照模型，严格按术前制定的方案进行椎体次全切，把控截骨的宽度、长度、角度以保护椎动脉，高速磨钻逐层磨除椎体，使后纵韧带的增
10、生骨赘漂浮或去除，达到减压目的，最后置入钛笼融合椎体。对照组按传统进行常规术前规划。两组均采取颈椎前入路减压+植骨融合术手术方式，术后予地塞米松、甘露醇、抗生素静滴3 天，佩戴颈围进行康复训练，复查颈椎三维 CT。1.4观察指标（1）术中相关指标：包括手术时间、术中出血量、术中透视时间。（2）并发症发生率。（3）颈椎 JOA 评分改善率：术后 6 个月采用术后颈椎JOA评分，改善率=（术后评分术前评分）/（17术前评分）100%。改善率25%为差，25%60%为可，60%80%为良，80%100%为优。以优+良计为改善。1.5统计学处理应用 SPSS 26.0 统计学软件对数据进行分析处理。计
11、量资料以x?s 表示，组间比较采用 t 检验；计数资料以频数或率表示，组间比较采用2检验。P0.05 为差异有统计学意义。2结果2.1两组术中相关指标比较3D 打印组手术时间227.825.6 min、术中出血量 171.130.1 mL、术中透视时间 10.22.6 s，分别少于对照组的 252.927.0 min、239.033.3 mL 及 12.92.8 s，差异均有统计学意义（P0.01）。2.2两组并发症发生率比较发生脑脊液漏 3D 打印组有 1 例（4.55%），对照组有 6 例（28.57%），3D 打印组脑脊液漏发生率显著低于对照组，差异有统计A、B、C 分别为正位、侧位、横
12、断位，蓝色透明椎体为非目标手术椎体 C1、C2、C6、C7，黄色透明椎体为目标手术椎体 C3C5，紫色不透明骨块是后纵韧带骨化物。D、E、F 为术前规划方案。图1颈椎OPLL三维模型图23D打印模型607交通医学2022年第36卷第6期Med J of Communications,2022,Vol.36,No.6学意义（P0.05）。3D 打印组未发生椎动脉损伤，对照组发生 1 例（4.76%）椎动脉损伤。患者为 C6 椎体后纵韧带骨化压迫，骨化灶较宽，在术中截骨过程中椎体右侧发生出血，量较大，考虑损伤椎动脉，随即停止减压操作。予以大量止血材料压迫止血，视野改善后，骨蜡封闭减压造成的侧方骨缺
13、损破口，观察 5分钟后未见活动性出血，继续完成手术。术后立即行血管造影，所幸无动静脉瘘或假性动脉瘤，脑部血液供应正常。患者无脑缺血损伤表现，10 天后复查磁共振血管成像（MRA）和 CT 血管成像（CTA）。2.3两组术后JOA评分改善率比较所有患者随访 612 个月，平均随访 10.7 个月。术后 6 个月 3D打印组 JOA 评分改善率 81.82%，显著高于对照组的52.38%，差异有统计学意义（P0.05），见表 1。3讨论颈椎 OPLL 是一种罕见的后纵韧带骨质沉积的病理过程，骨化逐年增厚最终压迫脊髓神经。无神经症状患者可选择保守治疗，对于有神经根型或脊髓型症状严重影响生活质量的患者
14、，手术解除压迫是唯一治疗方法1。经颈椎前入路可以咬除后纵韧带骨化，对脊髓进行直接减压，较后入路间接减压的效果更好，同时有利于恢复颈椎前凸9-10。由于 OPLL 紧贴硬脊膜，减压过程中易发生脑脊液漏，因此保护硬脊膜是手术的重要环节。3D 打印技术以影像数据为基础，建立数字模型后将材料逐层固化堆砌，打印成实体模型。术前规划应用 3D 打印技术已成为骨科手术的发展趋势，在各种骨折内固定术、关节置换术及骨肿瘤手术中均有报道11-14。精确的三维重建及 3D 模型有助于骨科医生在术前全面直观了解手术部位的解剖结构。在Mimics 20.0 软件中可同时重建气管、食道和椎旁血管，明确颈椎比邻结构，排除畸
15、形血管可能，合理规划手术切口入路。截骨减压范围关系到手术出血量，在打印模型上根据后纵韧带骨化的宽度和长度，在椎体前方划定截骨范围和选择截骨角度，在手术中可参考模型尽可能保留椎体，以减少出血量。保护硬脊膜的操作是颈椎前入路手术时间的限速器，特别是在椎体截骨过程中，需要时刻注意磨钻的磨除深度，在预估靠近硬脊膜时就要减慢速度，甚至放弃使用磨钻改用刮勺进行逐层刮除，直至进入椎管。在本研究中，3D 打印组在术前根据 3D 打印的模型，个性化地设计了截骨的角度与深度，手术中与模型直接比对，对超刀或磨钻的减压角度和深度进行实时纠偏。在到达设定深度后仅隔着一层薄的骨皮质，此时再改用刮勺，完成最后的截骨操作。这
16、种方式明显缩短了手术时间，同时减少了脑脊液漏的风险。颈椎前入路手术对椎管直接减压，减压的充分程度是术后神经功能改善的重要保障，经过数十年的发展，颈前路椎体次全切除术已形成了一套成熟的手术流程，足以指导医师完成神经减压，但较长的手术时间和较高的并发症发生率一直困扰着脊柱科医师。3D 打印技术根据患者影像，个性化地为医师提供了一个直观的手术视角，在模型的指导下可以为每个患者设计术前计划，既保证减压充分，又将损伤降到最低。与此同时基于完善的术前规划，颈椎前入路微创操作得以实施，微创技术可以减小手术窗口，降低颈椎拉钩的拉力，以此降低术后发生颈部血肿呼吸危象等并发症15。综上所述，通过 3D 打印技术对 OPLL 患者进行颈椎前入路手术术前规划，可缩短手术时间，减少术中出血量和降低术后并发症发生率，提高患者脊髓功能改善率。但本研究具有一定的局限性，病例样本量较少，随访时间较短，在后续的研究中，我们将扩大样本数量，延长随访时间，以增加本研究结论的可靠性。参考文献1 BOODY B S，LENDNER M，VACCARO A R.Ossification ofthe posterior longit